Users Report / vol.124
Phòng kỹ thuật hệ thống,
Bộ phận hệ thống máy móc hàng hải,
Công ty Hệ thống năng lượng & Kỹ thuật nhà máy,

Công ty TNHH Công nghiệp nặng Kawasaki

Một nhà sản xuất công nghiệp nặng thúc đẩy công nghệ hệ thống máy móc hàng hải toàn cầu/mô phỏng hệ thống động lực hybrid bằng liên kết mô hình nhà với UC-win/Road

Công ty TNHH Công nghiệp nặng Kawasaki
URL https://www.khi.co.jp/
Địa chỉ: Chuo-ku, Kobe
Dịch vụ: Một nhà sản xuất công nghiệp nặng toàn diện bao gồm nhiều lĩnh vực bao gồm di động, năng lượng, thiết bị công nghiệp và giải trí
Ông Takenori Hino, Quản lý cấp cao,
Phòng kỹ thuật hệ thống,
Bộ phận hệ thống máy móc hàng hải,
Công ty Hệ thống năng lượng & Kỹ thuật nhà máy,
Công ty TNHH Công nghiệp nặng Kawasaki
Ông Yoshiteru Harada, Quản lý kỹ thuật phần hệ thống tích hợp,
Phòng kỹ thuật hệ thống,
Bộ phận hệ thống máy móc hàng hải, Công ty Hệ thống năng lượng & Kỹ thuật nhà máy,
Công ty TNHH Công nghiệp nặng Kawasaki

"Công nghệ tương lai của chúng tôi là lý do để khách hàng nói rằng họ sẽ mua những sản phẩm này bởi vì chúng là sản phẩm của chúng tôi, là ICT (công nghệ thông tin và truyền thông)".

Đã hơn 120 năm kể từ khi công ty thành lập với quy mô như một xưởng đóng tàu (khoảng 140 năm kể từ khi thành lập doanh nghiệp). Công ty công nghiệp nặng Kawasaki (Kawasaki) không những chỉ tích lũy các công nghệ tiên tiến và bí quyết sản xuất như một nhà sản xuất công nghiệp nặng toàn diện mà còn mở rộng các lĩnh vực kinh doanh của mình một cách ổn định. Một trong 6 công ty cấu thành nên Kawasaki ngày nay, "Công ty kỹ thuật nhà máy và hệ thống năng lượng" với "Bộ phận hệ thống máy móc hàng hải", chịu trách nhiệm về máy móc liên quan đến biển. "Phòng kỹ thuật hệ thống",có nhóm chịu trách nhiệm về các sản phẩm hệ thốn tích hợp động cơ và cánh quạt; công nghệ vận tải và phần mềm được coi là những yếu tố rất quan trọng. Vì lý do này, ông Takenori Hino, Quản lý cấp cao của Phòng đã vạch ra chiến lược để Phòng Kỹ thuật Hệ thống tự mình lãnh đạo.

Người dùng của chúng tôi đến trực tiếp "Phòng Kỹ thuật Hệ thống, Bộ phần Hệ thống Máy móc Hàng hải, Công ty Hệ thống Năng lượng & Kỹ thuật Nhà máy", để giải quyết các vấn đề liên quan đến các hệ thống động cơ tiên tiến để gắn trên tàu. Điều đó chứng tỏ sự hoạt động độc lập và tự chỉ của các bộ phận kinh doanh trong Công ty Công nghiệp nặng Kawasaki.

Phòng Kỹ thuật hệ thống đã nghiên cứu đánh giá và xác minh hiệu suất liên quan đến DPS (Hệ thống định vị động: chức năng tự động giữ điểm cố địn); đến hệ thống động lực hybrid - hệ thống đang thu hút sự chú ý trong lĩnh vực sản phẩm hệ thống động lực, đến khả năng sử dụng công nghệ để trực quan hóa và mô phỏng hỗ trợ cho kinh nghiệm hoạt động. Vào cuối năm 2016, họ bắt đầu phát triển một trình giả lập để trải nghiệm hệ thống động lực hybrid bằng cách liên kết mô hình mô phỏng (mô hình hành vi tàu) mà họ tự phát triển với phần mềm thực tế ảo 3D VR "UC-win/Road" của FORUM8. Phiên bản đầu tiên được sản xuất vào tháng 2 năm 2017. Kể từ đó, sự cải tiến được thực hiện từng bước thông qua sự hợp tác của cả hai bên. Vào mùa xuân năm 2018, phiên bản giả lập hiện tại đã được phát triển, phản ánh chuyển động của người vận hành.



 Được thành lập như một xưởng đóng tàu hơn 120 năm trước, Kawasaki tiếp tục mở rộng và toàn cầu hóa

Năm 1896, Công ty TNHH Công nghiệp nặng Kawasaki được thành lập với tư cách là Công ty TNHH Kawasaki Dockyard ở Kobe. Nguồn gốc của công ty thực chất bắt nguồn từ năm 1878, 18 năm trước khi thành lập và khoảng 140 năm trước, khi Nhà máy đóng tàu Kawasaki Tsukiji được thành lập tại Tsukiji, Tokyo.

Sau đó, khi mở rộng kinh doanh từ sản xuất tàu và thuyền sang đầu máy hơi nước, máy bay, cầu, và ô tô, Nhà máy đóng tàu tổ chức lại hoạt động và trở lên độc lập hơn. Năm 1939, Công ty đổi tên thành tên hiện tại phản ánh các hạng mục kinh doanh của mình.

Sau thế chiến II, Công ty mở rộng các lĩnh vực kinh doanh của mình, điều đó thúc đẩy các phân ngành tách ra khỏi các bộ phận hoạt động và sau đó sáp nhập các nhóm công ty. Trong quá trình đó, Công ty đã lặp lại việc tái tổ chức và tiếp thị táo bạo, phản ánh môi trường xã hội và nhu cầu của thời đại. Một ấn phẩm về hệ thống công ty đã được phát hành nội bộ vào năm 2001.

Kawasaki hiện đang có gần 36.000 nhân viên tại các cơ sở kinh doanh và sản xuất trong và ngoài nước, bao gồm 2 trụ sở tại Tokyo và Kobe và 93 công ty con hợp nhất. Doanh số hợp nhất lên tới hơn 1,5 nghìn tỷ Yên (số liệu tính đến tháng 3 năm 2018).

6 công ty nội bộ điều hành hoạt động kinh doanh của Kawasaki bao gồm Công ty Kết cấu & Tàu biển, Công ty Cổ phần Con lăn, Công ty Hệ thống Hàng không Vũ trụ, Công ty Hệ thống Năng lượng & Kỹ thuật Nhà máy, Công ty Động cơ & Xe máy, và Công ty Robot & Động cơ Chính xác. Trong số đó, Công ty Hệ thống Năng lượng & Kỹ thuật Nhà máy được tiến hành kinh doanh toàn cầu với các sản phẩm máy móc công nghiệp khác nhau bao gồm máy công nghiệp, cơ sở vật chất bảo tồn năng lượng và môi trường, tua-bin và động cơ trên biển và đất liền.



 Cam kết phổ biến sản phẩm hệ thống động lực tiên tiến

"Phòng kỹ thuật hệ thống, bộ phận hệ thống máy móc hàng hải" chuyên trách về máy móc hàng hải thuộc Công ty Hệ thống năng lượng & Kỹ thuật nhà máy. Phòng phân phối 2 lĩnh vực sản phẩm rộng rãi: các sản phẩm máy móc đẩy tải tàu như động cơ cánh quạt và động cơ đẩy tàu và các sản phẩm hệ thống động lực như DPS và hệ thống động cơ hybrid. Chúng được điều khiển riêng lẻ và tạo ra các giá trị mới thông qua tích hợp và hệ thống hóa các thiết bị này.

"Khi cánh quạt, động cơ hoặc máy phát được vận hành tối ưu, về cơ bản vẫn chưa biết liệu nó (tổng hợp các thiết bị tối ưu) có thực sự vận hành (hoạt động như một hệ thống tối ưu) được toàn bộ con tàu hay không."

Ông Yoshiteru Harada,  Quản lý kỹ thuật phần hệ thống tích hợp cho biết vai trò của Bộ phận (Kỹ thuật Hệ thống Tích hợp) là xây dựng một hệ thống theo quan điểm "cách tạo ra một tổng thể tối ưu bằng cách kết hợp các thiết bị riêng lẻ" ngay từ đầu,

Là một trong những sản phẩm hệ thống động lực mà Bộ phận đặc biệt chú ý, DPS là công nghệ điều khiển để giữ vị trí và hướng của thân tàu một cách tự động (lái tàu tự động). Như một cảnh cụ thể của việc áp dụng nó, ông Hino, Quản lý cấp cao đã đề cập đến việc xây dựng khu vực hàng hải có các loại cấu trúc khác nhau như phương tiện khai thác tài nguyên hoặc tua-bin gió bằng cách sử dụng cần cẩu, vv được đưa lên trên một con tàu trong khi giữ vị trí và hướng của con tàu đó bằng DPS (chức năng giữ điểm cố định). Ngoài ra, còn có rất nhiều bài toán như hỗ trợ cho việc neo đậu/rời đi của các tàu để chắc chắn rằng việc kiểm soát vị trí và định hướng là điều quan trọng. Hơn nữa, Hệ thống điều khiển tích hợp của Kawasaki (KICS) còn là một hệ thống tích hợp các yếu tố điều khiển tàu như điều khiển cánh quạt, bộ đẩy phương vị, bộ đẩy bên và bánh lái. Điều này cho phép DPS và thiết bị theo dõi lộ trình tự động điều hướng với biểu đồ lập sẵn bằng cách vận hành nó thông qua các phím điều khiển kết hợp với các thiết bị điều hướng khác nhau. Theo ông Hino, hệ thống phát huy công suất của tàu càng nhiều càng tốt vì nó tự động xác định góc lưỡi tối ưu, góc lái và tốc độ quay tùy thuộc vào chế độ lái tàu. Nó cũng cho phép tiết kiệm sức lao động.


Click to enlarge the image.
Poster giải thích hệ thống động lực hybrid

Một sản phẩm chính khác của hệ thống động lực là hệ thống động cơ hybrid.

"Có hai loại năng lượng cần thiết cho tàu: năng lượng để đẩy tàu và năng lượng cho những người sống trong tàu hoặc các thiết bị vận hành được nạp trong tàu."

Trước đây, mỗi chiếc tàu đều được trang bị máy phát và động cơ độc lập để cung cấp năng lượng. Nhiệm vụ là làm thế nào để giảm tải trọng từ môi trường và cải thiện hiệu suất nhiên liệu. Sau này, Kawasaki đã phát triển một cách để kiểm soát chung bằng cách kết hợp động cơ, máy phát điện và cánh quạt, v.v. Ông Hino giải thích rằng họ đã phát triển một hệ thống động cơ hybrid để giảm thiểu (tối ưu hóa) mức tiêu thụ năng lượng cho toàn bộ con tàu bằng cách trao đổi năng lượng lẫn nhau.



 Từng bước xây dựng trình giả lập cho hệ thống động lực Hybrid

Vào cuối năm 2016, Kawasaki đã chuẩn bị cho triển lãm và hội nghị hàng hải quốc tế "NOR-Shipping 2017 (Na Uy)" sẽ được tổ chức vào tháng 5 năm sau. Ông Hino và những người khác đang kiểm tra cách trình bày hệ thống động cơ hybrid của họ cho người dùng.

Đó là khi "chúng tôi bắt đầu chứng minh hệ thống động lực hybrid của mình trên thị trường (trong và ngoài nước)". Rất khó để giải thích khi chỉ sử dụng tờ quảng cáo như trước đây, với triển lãm lần này khách hàng đã có thể thực hiện hoạt động của tàu và hiểu được tác dụng của nó, điều này rất quan trọng. Sau tất cả, trình giả lập thực sự có hiệu quả khi khách hàng vận hành nó và cảm nhận bằng cơ thể với các hiệu ứng của hệ thống. Ngoài ra, một thiết bị mô phỏng như thế rất hữu ích trong việc kiểm tra hoặc xác minh hệ thống trước và trong quá trình phát triển trong công ty. Do đó, họ tập trung vào việc sử dụng phần mềm "UC-win/Road", nó là phần mềm rất hữu ích khi áp dụng vào hệ thống mô phỏng lái xe (DS) trong lĩnh vực ô tô cũng như hỗ trợ linh hoạt cho các nhu cầu tùy biến trong thiết kế VR hoặc CG. Theo quan niệm của Kawasaki, phần mềm đã được lên kế hoạch để xây dựng môi trường nơi người dùng điều khiển tàu và tàu di chuyển dựa trên tín hiệu của các thiết bị điều khiển trong không gian VR bằng cách liên kết thiết bị điều khiển của Kawasaki với UC-win/Road và sử dụng đòn bẩy và bộ điều khiển vào bước cuối cùng.

Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu cuối cùng là rất khó và cần nhiều thời gian hơn. Kawasaki đã kết hợp mô hình mô phỏng đơn giản về hành vi tàu mà ông Hino và những người khác đã phát triển trong UC-win/Road và tạo ra không gian VR thể hiện hình ảnh lái tàu với hệ thống động lực hybrid cùng với kịch bản vào tháng 2 năm 2017, đây là bước đầu tiên trong kế hoạch. Kasawaki đã trưng bày nó tại "NOR-Shipping 2017 (Na Uy)", và coi đây cơ hội để bắt đầu một loạt nỗ lực sau đó. Theo ông Hino, du khách đã thực sự cảm thấy hiệu quả do cách giải thích mới này mang lại.

Với những cải thiện bước đầu các chức năng của hệ thống mô phỏng, họ đã thể hiện nó trong triển lãm diễn ra cùng năm được tổ chức tại Hà Lan. Sau đó, họ đã nâng cấp nó lên hệ thống hiện tại, thiết lập vận hành con tàu trong VR, đây là bước thứ hai. Trình giả lập mới đã được trình chiếu trong triển lãm và hội nghị hàng hải quốc tế tại Trung Quốc được tổ chức vào cuối năm 2017, tiếp theo là tại Nhật Bản, Singapore, Hà Lan và Đức vào năm 2018, đồng thời cung cấp các chức năng cải tiến và bổ sung bất cứ lúc nào.


Click to enlarge the image.
Sản phẩm sử dụng hệ thống
máy móc hàng hải

Click to enlarge the image. Click to enlarge the image.
Hệ thống động lực Hybrid


 Cải thiện thực tế và Hỗ trợ kế hoạch lái tàu tự động

"Mục tiêu của chúng tôi là làm cho khách hàng có cảm giác việc "lái tàu tự động" cũng giống như "lái xe tự động" khi đến với Công nghiệp nặng của Kawasaki"

Chìa khóa cho vấn đề này là ICT, như đã đề cập ở phần đầu. Ông Hino nói rằng nó không chỉ bao gồm các công nghệ được gắn trên chính sản phẩm của họ mà còn bao gồm các công nghệ mô phỏng cho phép trực quan hóa hiệu suất hệ thống và đánh giá/xác minh nâng cao.

Theo nghĩa này, họ đánh giá rất cao các hiệu ứng mô phỏng mà họ đã xây dựng thông qua sự hợp tác với FORUM8 trong hơn 2 năm, phần mềm mô phỏng cũng đã đáp ứng linh hoạt nhu cầu của người dùng. Mặt khác, để thúc đẩy mô phỏng thực tế nhiều hơn, Kawasaki phân tích rằng họ cần phải giải quyết các vấn đề của họ như cải thiện hệ thống bằng cách thêm cảm giác nhập vai hoặc tạo ra các mô hình toán học chặt chẽ hơn về hành vi của tàu.

Hơn nữa, ông Harada cũng chú ý đến tầm quan trọng về sự hợp tác giữa KAWASAKI và FORUM8 trong từng lĩnh vực chuyên môn của họ đối với hai yếu tố quan trọng để tăng cường thực tế ảo (công nghệ trực quan hóa và mô phỏng). Ông nói rằng có một số trao đổi ấn tượng giữa họ, ví dụ họ đã nhận được một đề xuất tích cực từ FORUM8 về việc mô phỏng sóng.

Ông Hino nghĩ rằng một con tàu tự động là một hệ thống chứa nhiều yếu tố phức tạp và rộng hơn, và nó cũng sẽ khó hơn để phát triển các công nghệ mô phỏng cho việc này.

"Để nhận ra điều này, tôi nghĩ rằng trực quan hóa sẽ là một công nghệ thiết yếu. Tôi mong đợi sự hợp tác hơn nữa từ FORUM8."

(Viết bởi Takashi Ikeno)
(Up&Coming '19 ấn phẩm Năm mới)


Back
Trước
  
Mục lục
   Next
Trang sau


FORUM8